制动操作识别设备和用于确认制动系统的操作元件的操作的方法

摘要

本发明涉及一种制动操作识别设备，其具有评估装置，借助所述评估装置能够将至少一个所提供的变化参量（dp）与预先给定的比较参量范围（g1、g2）进行比较，所述变化参量有关于实际参量关于时间的变化，所述实际参量则有关于存在于制动系统的制动力增强器的压力室中的压力,其中如果所述至少一个所提供的变化参量（dp）处于所述比较参量范围（g1、g2）中，就能够确定布置在所述制动系统上的制动操作元件处于低于预先给定的最小操作状态的操作状态中并且能够发送相应的信息信号。同样本发明还涉及用于带有压力室的制动力增强器的监控设备、用于确认制动系统的制动操作元件的操作的方法以及用于制动力增强器的压力室中的压力监控的方法。

说明书

技术领域

本发明涉及制动操作识别设备和用于带有压力室的制动力增强器的监控设备。同样本发明还涉及控制器和制动系统。此外，本发明涉及用于确认制动系统的制动操作元件的操作的方法以及用于监控制动力增强器的压力室中的压力的方法。

背景技术

在DE 199 25 794 A1中描述了一种用于监控制动力增强器的真空室相对于大气压力的压力差的方法。该压力差仅仅在没有操作制动踏板时进行监控。制动踏板没有被操作的状态应该能够借助制动灯开关的传感器识别。

发明内容

本发明实现了具有权利要求1所述特征的制动操作识别设备、具有权利要求3所述特征的用于带有压力室的制动力增强器的监控设备、具有权利要求6所述特征的控制器、具有权利要求8所述特征的制动系统、具有权利要求9所述特征的用于确定制动系统的制动操作元件的操作的方法以及具有按权利要求13所述特征的用于监控制动力增强器的压力室中的压力的方法。

本发明实现了对制动操作元件、例如制动踏板的预先给定的最小操作的可靠识别。在此能够可靠地区分制动操作元件处于低于最小操作状态的操作状态中和制动操作元件处于超过最小操作状态的操作状态中。在考虑以这种方式获得的关于制动操作元件的操作状态的信息的情况下，能够以关于制动操作元件的操作状态有利的模式控制车辆的功能、装置和/或设备。由此，本发明能够用于在制动操作元件的可能的操作方面优化车辆的多种功能、装置和/或设备。

要指出的是，本发明能够识别制动操作元件的最小操作状态，而不使用制动灯开关。由此本发明能够以特别有利的实施方式用于节省制动灯开关的现有技术需要的传感器。此外，本发明的实施方式不需要关于存在于主制动缸中的预压力的信息。

制动操作识别设备优选包括微分装置，借助该微分装置能够确定所提供的、关于存在于制动力增强器的压力室中的压力的实际参量关于时间的导数作为变化参量并且能够提供给评估装置。所提供的实际参量例如能够是制动力增强器的构造成真空室或者作业室的压力室相对于大气压力的所测量的压力差。由此能够为了实施本发明使用用于多种其他功能的参量，所述多种其他功能例如是各个压力室中的压力监控和/或用于辅助气动的制动力增强器的制动系统的（例如液压设备）的操控点的计算。

上面所述的优点能够用在用于带有压力室的制动力增强器的监控设备上。由此能够在监控设备运行期间确保，监控设备不会错误地将偏离额定参量范围的、关于存在于制动力增强器的压力室中的压力的实际参量表示成触发压力偏离的错误，其中该实际参量归因于对制动操作元件的操作。由此也可在具有频繁的和/或动态的制动操作的情况下可靠地中断/可中断，使得监控设备将压力室中压力差的与之相关的强烈下降错误地表示成错误。由此能够防止以下情况：解除激活一些功能、例如由于错误地确认压力室中压力调节的影响而操控电真空泵并且由此在制动车辆时不再在更长的时间内在力的方面辅助驾驶员。此外，驾驶员不会由于错误的错误警报而引起不必要地寻找工厂。

控制装置例如设计用于，在接收超过-最小操作-信息信号作为信息信号时将压力监控装置从第一运行模式控制到第二运行模式至少持续预先给定的最小运行时间。替代地，控制装置能够设计用于求得在预先给定的时间间隔内作为信息信号接收的超过-最小操作-信息信号的数量，并且如果所求得的数量相应于至少一个最高数量，就将压力监控装置从第一运行模式控制到第二运行模式中。该压力监控装置的运行模式由此能够以简单的方式并且可靠地在制动操作元件的可能的操作方面得到优化。

上面提到的优点也能够借助带有这种监控设备的控制器得以实现。该控制器优选构造成内燃机控制器、电动机控制器和/或ESP控制器。由此能够借助要求较小的结构空间的并且可简单装配的紧凑的单元确保上面所述的优点。

此外，也能够通过带有相应的制动操作识别设备、相应的监控设备和/或这种控制器的制动系统实现所述优点。

此外也能够通过实施相应的用于确认制动系统的制动操作元件的操作的方法确保所述优点。

最后，也能够通过实施相应的用于监控制动力增强器的压力室中的压力的方法实现所述优点。

附图说明

下面根据附图阐述本发明的其他特征以及优点。附图示出：

图1是制动操作识别设备的一种实施方式的示意图；

图2是用于带有压力室的制动力增强器的监控设备的一种实施方式的示意图；

图3是表示用于确认制动系统的制动操作元件的操作的方法的一种实施方式的流程图；

图4a到4c是表示用于监控制动力增强器的压力室中的压力的方法的第一实施方式的流程图以及两个坐标系；以及

图5a和5b是表示用于监控制动力增强器的压力室中的压力的方法的第二实施方式的两个坐标系。

具体实施方式

图1示出了制动操作识别设备的一种实施方式的示意图。

在图1中示意性示出的制动操作识别设备10具有评估装置12，借助该评估装置能够接收至少一个（内部或外部）提供的变化参量14，所述变化参量有关于（下面更详细描述的）实际参量关于时间的变化，所述实际参量有关于存在于（没有进一步描述的）制动力增强器的压力室16中的压力。所述至少一个提供的变化参量14能够借助评估装置12与预先给定的比较参量范围20进行比较。（所述比较参量范围20例如能够由存储单元22发送给评估装置12。）用于至少一个变化参量14以及比较参量范围20的例子在下面还要进行说明。

如果所述至少一个所提供的变化参量14处于所述比较参量范围20内，评估装置12就设计用于，确定布置在制动系统上的（没有描绘的）制动操作元件、例如制动踏板处于低于预先给定的最小操作状态的操作状态中。尤其能够借助评估装置12通过在这种情况下合适地确定比较参量范围20来确定所述制动操作元件处于其非操作状态中。相应的低于-最小操作-信息信号（Unter-Mindestbet?tigung-Informationssignal）能够作为信息信号24借助评估装置12被发送。

同样，如果所述至少一个提供的变化参量14偏离比较参量范围20，就能够借助评估装置12确定所述制动操作元件处于高于预先给定的最小操作状态的操作状态中。在这种情况下，相应的超过-最小操作-信息信号（über-Mindestbet?tigung-Informationssignal）也能够作为信息信号24被发送。作为超过-最小操作-信息信号的信息信号24例如能够表明，所述制动操作元件处于激活的操作状态中。

在有利的改进方案中，所述制动操作识别设备10还具有微分装置26，借助该微分装置能够确定所提供的、关于存在于制动力增强器的压力室16中的压力的实际参量28关于时间的导数作为变化参量14并且能够提供给评估装置12。对于实际参量28来说，下面还会对实施例进行说明。

图2示出了用于带有压力室的制动力增强器的监控设备的一种实施方式的示意图。

下面所描述的监控设备30设计用于，与车辆制动时辅助驾驶员的制动力增强器共同作用。优选如此设计仅仅借助其压力室16描述的制动力增强器，即所述制动力增强器从压力室16中的负压引入其为了形成额外的制动力而施加的能量。也能够这样描述，即借助制动力增强器施加的（最大的）制动力增强效果直接取决于压力室16、例如构造成制动力增强器的真空室的压力室16中的压力水平/负压水平。然而要指出，此外描述的监控设备30的可使用性不局限于制动力增强器的确定的构造。因此在此不另外探讨装备有压力室16的制动力增强器的结构和工作方式。

所述监控设备30包括上面已经描述的制动操作识别设备10以及优选相对于制动操作识别设备10布置在外部或者内部的微分装置26。该监控设备30额外地具有压力监控装置32，该压力监控装置在第一运行模式中设计用于将所提供的关于存在于制动力增强器的压力室16中的压力的实际参量28与预先给定的额定参量范围34进行比较（额定参量范围34例如能够由相对于制动操作识别设备10布置在外部或者内部的存储单元22提供。）。

如果压力监控装置32处于第一运行模式中并且所提供的实际参量28偏离预先给定的额定参量范围34，那么能够借助压力监控装置32发送相应的压力偏离信息和/或警报信息36。借助压力偏离信息和/或警报信息36能够报告至少一个车辆组件关于存在于压力室16中的压力偏离（优选的）额定参量范围34的信息。因为当在确定的时间内存在压力偏离时，例如当压力室16中的压力低于错误阈值时，能够以较高的可信度推断出制动力增强器上存在错误，因此能够借助压力偏离信息和/或警报信息36如此操控所述至少一个车辆组件，使得其在其工作方式方面适应制动力增强器的受影响的可使用性。同样能够借助压力偏离信息和/或警报信息36解除激活电真空泵的操控电子件的至少一个功能，借助该功能能够在压力室16中形成压力。此外能够借助向车辆内部的警报装置发送压力偏离信息和/或警报信息36来向驾驶员警告/报告关于制动力增强器的功能影响/故障的信息。由此，驾驶员能够使其行驶方式适应制动力增强器的功能影响/故障并且及时寻找用于消除已识别的错误的工厂。

所述压力监控装置32能够被额外地控制到第二运行模式中，在所述第二运行模式中，即使存在至少一个偏离预先给定的额定参量范围34的实际参量28，也还是禁止发送压力偏离信息和/或警报信息36。为了有利地操控压力监控装置32，所述监控设备30装备有控制装置38，借助该控制装置能够在考虑由制动操作识别设备10发送的信息信号24的情况下通过发送控制信号40将所述压力监控装置32至少控制在第一运行模式或者第二运行模式中。

通过借助控制装置38对压力监控装置32进行有利的操控，能够使得由压力监控装置32实施的压力监控/制动力增强器监控在以下情况下淡出：即以此计算出在压力室16中存在能够归因于制动操作元件的操作的、与额定参量范围34的压力偏离。以这种方式能够可靠地防止,归因于制动操作元件的操作的压力偏离以错误的方式被表明为错误识别/错误显示/错误影响。由此能够确保仅在制动力增强器上实际存在错误时才进行错误识别。

具有非错误引起的压力偏离的情况例如存在于这种情况中：即持久地操作和松开制动操作元件。通过这种调整，存在于压力室15中的压力能够（明显）偏离预先给定的额定参量范围34，即使制动力增强器处于有运行能力的状态下。压力室16中所期望的真空即使在没有错误的情况下在持续地操作以及松开制动操作元件时也例如能够如此强烈地下降，从而达到/超过额定参量范围34的错误阈值。

然而借助使用制动操作识别设备10以及控制装置38能够可靠地识别制动操作元件的持久的操作和松开并且相应地解除激活压力监控装置32。以这种方式例如能够防止，即使制动力增强器上没有错误也对电真空泵进行解除激活。这能够避免下述情况：由于电真空泵的由错误的错误识别引起的解除激活使得驾驶员只能用更大的力消耗来制动车辆，并且/或者起停功能的解除激活必须要车辆的更多的有害物质排放和/或更高的能量消耗来买单。

所述控制装置38例如能够设计用于，在接收超过-最小操作-信息信号作为信息信号25（长达确定的最小时间间隔）时将压力监控装置32从第一运行模式控制到第二运行模式至少长达预先给定的最小运行时间。由此在一次性识别所述变化参量14处于比较参量范围20以外时就已经能够解除激活由压力监控装置32实施的、压力室16中的压力监控。

作为在前面段落中描述的实施方式的替代方案，所述控制装置38也能够设计用于，求得在预先给定的时间间隔内作为信息信号24接收的超过-最小操作-信息信号的数量并且与最高数量进行比较。如果所求得的数量至少相当于最高数量，那么该控制装置38能够设置用于将压力监控装置32从第一运行模式控制到第二运行模式中。由压力监控装置32实施的制动力增强器监控/压力监控在这种情况下没有在第一次超过比较参量范围20的极限值时通过变化参量14停止/解除激活，而是只有在多次交替出现变化参量14的极高和极低值时才停止/解除激活。所述监控设备30由此也能够与制动力增强器共同作用，如此构造该制动力增强器的压力室16和/或压力形成系统，使得制动操作元件的一次性操作不会引起/几乎不会引起压力室16中压力的显著变化。（然而预先给定的时间间隔内的制动操作元件的多次操作/经常操作会显著改变压力室16中的压力。）在此说明的监控设备30由此能够与多种设计不同的制动力增强器共同作用。

在装备有监控设备30的控制器中也确保了上面所述的优点。该控制器尤其能够构造成内燃机控制器、电动机控制器和/或ESP控制器。此外，该控制器也能够构造成用于电动车辆的功率管理器（Power-management）。由此，所述监控设备30能够以节省结构空间的方式集成到多种控制器中。

所述优点也通过装备有制动操作识别设备10、监控设备30或相应控制器的制动系统实现。在此，有利的制动系统不局限于确定的设计方案。因此在此不进一步探讨有利的制动系统的构造和组件。

图3示出了表示用于确认制动系统的制动操作元件的操作的方法的一种实施方式的流程图。

下面所描述的方法例如能够借助上面所解释的制动操作识别设备或者借助相应的监控设备实施。然而要指出，所述方法的可实施性不局限于使用上面所描述的实施方式。

在方法步骤S1中，求得至少一个变化参量，所述变化参量有关于实际参量关于时间的变化，所述实际参量有关于存在于制动系统的制动力增强器的压力室中的压力。例如在方法步骤S1中求得关于存在于制动力增强器的压力室中的压力的实际参量关于时间的导数/梯度作为变化参量。然而还能够将两个先后求得的实际参量之间的差确定为变化参量并且借助后面所描述的方法步骤进行评估。

在方法步骤S1之前还能够以优选的方式实施方法步骤S0。在方法步骤S0中，例如能够求得制动力增强器的构造成真空室的压力室相对于大气压力的压力差作为关于存在于制动力增强器的压力室中的压力的实际参量。作为替代方案或者补充方案，也能够求得制动力增强器的构造成作业室（Arbeitkammer）的压力室相对于大气压力的压力差作为关于存在于制动力增强器的压力室中的压力的实际参量。此外，还能够将与压力室中的压力可靠地互相关的（测量）参量确定为实际参量并且进行评估。

在上面已经描述的方法步骤S1之后实施方法步骤S2。在方法步骤S2中，将至少一个所求得的变化参量与预先给定的比较参量范围进行比较。优选如此确定预先给定的比较参量范围，即仅仅在假设制动操作元件的操作以至少一个确定的最小操作强度实现时才认为变化参量与预先给定的比较参量范围发生偏离。所述预先给定的比较参量范围或者说其极限值尤其能够相应于操作制动操作元件时的最小操作强度/最小操作状态，从而使得所求得的变化参量只有在超过最小操作强度/从通过最小操作状态操作制动操作元件开始才（以高可能性）处于比较参量范围之外。

如果在方法步骤S2中确定至少一个所求得的变化参量处于比较范围内，那么就实施方法步骤S3。在所述方法步骤S3中确定，布置在制动系统上的制动操作元件处于低于预先给定的最小操作状态的操作状态中。也能够这样描述，即在方法步骤S3中确定，对制动操作元件当前实施的制动操作强度超过与比较参量范围互相关的最小操作强度。

如果在方法步骤S2中在至少一个所求得的变化参量与预先给定的比较参量范围的比较中确定所述至少一个提供的变化参量偏离比较参量范围，那么就实施方法步骤S4。该方法步骤S4包括，确定所述制动操作元件处于超过预先给定的最小操作状态的操作状态中。这也能够这样描述，即确定当前实施的制动操作强度超过与比较参量范围互相关的最小操作强度。

也能够将上面段落中所描述的方法描述成以下逻辑，即根据测量的压力差曲线估算布置制动系统上的制动操作元件是否至少存在于预先给定的最小操作状态中或者说用预先给定的最小操作强度进行操作。用于确定制动系统的制动操作元件的操作的方法由此得到了上面已经描述的优点。在此不再重复所述优点。

图4a到4c示出了表示用于监控制动力增强器的压力室中的压力的方法的第一实施方式的流程图以及两个坐标系。

在图4a中作为流程图说明的方法包括上面已经描述的方法步骤S1到S4。所述方法也能够以优选的方式具有上面提到的方法步骤S0。

图4b描述了在方法步骤S1中求得的变化参量关于时间的曲线，所述变化参量作为字符dp（压力梯度），其中横坐标是时间轴t并且纵坐标是压力增长dp/dt。在图4b中也借助两个极限值g1和g2说明了在方法步骤S2中用于比较的比较参量范围。下面的第一极限值g1（第一梯度阈值）例如能够为-250 mbar/sec（毫巴每秒）。对于上面的第二极限值g2（第二梯度阈值）来说，能够引用例如10 mbar/sec的值。然而在此所述的数值只能示例性地说明（极限值g1和g2尤其能够根据项目方案进行匹配。）。

变化参量低于下面的第一极限值g1意味着由于（明显地）操作制动操作元件而在制动力增强器的压力室中出现压力的显著变化。由此有利的是，在这种情况下确认/确定变化参量偏离比较参量范围（方法步骤S4）。

要指出的是，所述比较参量范围也能够具有上面的第二极限值g2。变化参量超过上面的第二极限值g2也能够意味着前面对制动操作元件的操作，所述操作激活了压力调节装置、例如泵，由此（强烈）增加了制动力增强器的压力室中的压力差。（此外，变化参量超过上面的第二极限值g2以较高的可能性意味着制动力增强器的压力调节装置可靠地运行。因此很有意义的是，在情况下能够（暂时）放弃确定的监控功能、例如对制动力增强器的压力室中压力的压力监控/压力调节。然而如果不希望考虑上面的第二极限值g2，那么比较参量范围就只能具有下面的第一极限值g1。

用于压力监控的方法也具有方法步骤S5，该方法步骤S5在方法步骤S3或S4之后实施，如果制动操作元件处于低于预先给定的最小操作状态的操作状态中或者在预先给定的时间间隔内比预先给定的最高次数更少的次数处于超过预先给定的最小操作状态的操作状态中的话。由此在实施在此描述的方法时具有选择性，即一次性求得制动操作元件处于超过预先给定的最小操作状态的操作状态中已经造成停止方法步骤S5，还是以方法步骤S5的中断来等待，直到在预先给定的时间间隔内制动操作元件至少以预先给定的最高数量处于超过最小操作状态的操作状态中。如果方法步骤S5中断/停止，该方法就能够立即中断。此外能够在这种情况下在等待预先给定的等待时间间隔之后重新开始所述方法。

在方法步骤S5中将关于存在于制动力增强器的压力室中的压力的实际参量与预先给定的额定参量范围进行比较。由于方法步骤S5的实施与在方法步骤S3或S4中确定的制动操作元件的运行状态的关系，由此一次性求得制动操作元件处于超过预先给定的最小操作状态的操作状态中就已经能够引起制动力增强器的压力室中压力监控的中断。作为其替代方案，制动力增强器的压力室中的压力监控只能在制动操作元件在预先给定的时间间隔内至少以预先给定的最高次数处于超过预先给定的最小操作状态的操作状态中的情况下中断。由此能够在由于（一次或多次）操作所述制动操作元件从而认为错误识别有错误的情况下中断压力监控。在此所描述的方法由此对于不同的制动力增强器设计方案来说也是可优化的。

如果在方法步骤S5中确定，所提供的实际参量至少以预先给定的最高偏离频率偏离预先给定的额定参量范围，那么就实施方法步骤S6。否则就能够中断所述方法（而没有方法步骤S6）。优选在这种情况下也实现了在等待预先给定的等待时间间隔之后重复所述方法。

在方法步骤S6中发送压力偏离信息和/或警报信息。由此能够借助方法的实施提供有利的压力偏离信息和/或警报信息。

所述方法步骤S5和S6例如能够借助上面已经描述的压力监控装置得以实施。为此，能够借助信号I操控压力监控装置，该信号是图4c的坐标系的纵坐标。图4c的坐标系的横坐标是时间轴t。

如果在图4b中描述的变化参量dp处于由极限值d1和d2确定的带域内，（在方法步骤S3中）提供足够大的信号Ia并且至少实施方法步骤S5/对实际参量的监控。当所述变化参量dp处于所述带域之外时，能够由制动操作元件的（快速）制动操作或（快速）松开进行操控。相应地在方法步骤S4中提供不足的信号In。这引起了方法步骤S5的停止/中断/对实际参量的监控的停止/中断。

如人们能够根据图4b知道的那样，变化参量dp在持续地操作以及松开制动器时以平均频率在大小值之间变换。对于可靠的错误识别来说，错误计数器在变化参量dp处于极限值g1和g2之外时重新开始（如果就至少一个变化参量dp而言出现显著高的值，那么这表示能够排空/形成压力，并且因此在制动力增强器的压力调节装置上或者压力室上不会存在错误。）。

在制动操作元件操作频率高时不会出现压力恢复/真空恢复的显著阶段。但为此所述变化参量dp的求得的低值相互接近，从而一再解除激活/停止监控并且由于与之相关地重复起动错误计数器而指望可靠的错误识别。

图5a和5b示出了表示用于监控制动力增强器的压力室中的压力的方法的第二实施方式的两个坐标系。

作为横坐标，图5a和5b的两个坐标系具有时间轴t。图5a的坐标系的纵坐标是上面已经描述的信号I。在图5b的坐标系中纵坐标说明了大气压力与存在于制动力增强器的压力室中的负压/真空之间的压力差p。（由此，压力差p值大意味着压力室中存在真空。）在图5b中描绘的（下面的）极限值g3相应于为了比较压力差p而引用的额定参量范围。自低于极限值g3的压力差p起，能够以高可能性归因于压力室中显著的真空损失。

如果自时刻t0起出现快速的真空损失，那么自时间t1起出现用于变化参量的极低的值（以较高值低于零）。只有自时间t2起，真空损失才已经发展到使得压力室中的压力几乎相当于大气压力。由此，自时间t2起仅仅出现带有低值的变化参量。也能够这样描述，即所述变化参量在快速的真空损失中通常只有在不再存在负压时才趋近于零。

在时间t1和t2之间的中断时间间隔Δt中，（显著较小的）变化参量处于比较参量范围之外。因此在中断时间间隔Δt中也没有将压力差p与极限值g3进行比较。由此在时间tp时在中断时间间隔Δt中也不能识别，压力差p下降到第三极限值g3之下。然而在时间tp和t2之间只有很小的时间差、例如1.5秒。由此，虽然在中断时间间隔Δt期间延迟了压力差监控，但是还是能够较快地识别出现在制动力增强器、压力调节装置和/或压力室上的错误。由此，能够及时借助压力偏离信息和/或警报信息对抗错误、至少部分地补偿错误的影响或者告知驾驶员关于错误的情况。

在缓慢的真空损失中，变化参量处于预先给定的比较值范围内。因此在这种情况下没有延迟错误识别。

如根据图5a和5b的坐标系能够知道的那样，借助在此说明的方法不仅能够（可靠地）识别引起缓慢真空损失的错误，而且还能够（可靠地）识别触发快速真空损失的错误。